JP2018526646A - モニタリングシステム、モニタリングシステムのための安全ケーブル及び管、並びにモニタリングシステムを動作させる方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つのライン（２０）を含む安全ケーブル（６）と、そのラインに沿って延在する異常センサシステム（１２）とを含むモニタリングシステム（２）に関し、異常センサシステムが、２つの電極（３０）を含むコンデンサ（２８）と、直列共振回路が形成されるように電極（３０）の一方に電気接続される導体（４２）によって形成されるインダクタ（３２）とを有する。直列共振回路の共振周波数を確認することにより、安全ケーブル（６）の状態、特に安全ケーブルの摩耗が判定され、特に将来の可能な故障が予測される。 本発明はさらに、対応する安全ケーブル（６）、特にメートル単位製品によって利用可能な予め製造された材料の形態のもの、およびモニタリングシステム（２）を操作する方法に関する。

Description

本発明は、モニタリングシステム、モニタリングシステムのための安全ケーブル及び管、並びにモニタリングシステムを動作させる方法に関する。

ケーブル、具体的にはデータケーブルは、通常、ケーブルにおける異常及びその結果として前記ケーブルに依存するシステムにおける異常が時に重大な性質の間接的損害をもたらし得る安全関連システムの制御に使用される。特に車両のための運転支援システムでは、ケーブルの異常が付随する運転支援システムの異常をもたらす危険性がある。これまで、例としてオートパイロット又は駐車支援システムなどの運転支援システムが、主に快適さの機能を促進するために車両の手動制御と並行して使用されており、その結果、運転支援システムの異常時には、運転者が車両の制御を維持するか又は担う。しかしながら、いわゆる自律運転に関連して、できる限り運転者の関与を控えることが望ましい。もはや運転者が介入する必要がなく、また、運転者が車両を能動的にモニタリングすることがもはや不可能であるため、自律運転に使用され、単なる快適さの機能として使用されるのではない運転支援システムは、故障から保護されることが特に必要である。

これにより、本発明の目的は、可能な限り確実であり、且つケーブルとして安全ケーブル、又は代替的に可能な限り確実にそれ自体の異常を検出できる管を含むモニタリングシステムを提供することである。具体的には、起こり得るあらゆる異常が早期に判断又は予測される。さらに、モニタリングシステムのための安全ケーブル及び管、並びにモニタリングシステムを動作させる方法も提供される。

上記目的は、請求項１の特徴を有するモニタリングシステムを用いて本発明に従って達成される。さらに、上記目的は、請求項１８の特徴を有するモニタリングシステムを用いて達成される。上記目的は、請求項１９の管を用いて及び請求項２０の特徴を有する安全ケーブルを用いてさらに達成される。さらに、上記目的は、請求項２２の特徴を有する方法を用いて達成される。有利な実施形態、発展形態、及び変形形態は、従属請求項の主題である。モニタリングシステムに関連する記載は、状況に応じて適切に安全ケーブル及び方法にも当てはまる。

モニタリングシステムは、少なくとも１つのラインを含む安全ケーブルと、前記ラインに沿って延在する異常センサシステムとを含み、前記異常センサシステムは、２つの電極を含むコンデンサと、直列共振回路が形成されるように電極の一方に、具体的には端面において電気接続される導体によって形成されるインダクタとを有する。コンデンサ及び２つの電極は、具体的には連続して及び途切れることなくラインの全長にわたって延在する。

本発明の特定の利点は、具体的には、安全ケーブルに組み込まれた直列共振回路によって状態の変化を判断することができ、具体的には安全ケーブルへの損傷を検出することができるという事実にある。従って、モニタリングシステムは、ケーブルを含み、電子異常センサシステムを用いて前記ケーブルの機能性をモニタリングすることができる。この電子異常センサシステムは、安全ケーブルにおける変化及びその結果としてラインにおける変化も測定するために使用できる直列共振回路を用いて顕著に形成される。これは、安全ケーブルの直列共振回路が障害を受けるか又は損傷を受けた場合に変化する、特定の共振周波数を含むという考えに基づく。より正確には、コンデンサは容量値を含み、インダクタはインダクタ値を含み、それらは、共振周波数を有意に決定し、具体的には異常センサシステムの幾何学形状及び安全ケーブルの材料特性にも依存する。具体的には、共振周波数は、容量値及びインダクタ値の積の二次ルートに反比例する。例として、安全ケーブルが膨張した場合、それに応じて電極の表面積が変化する一方、インダクタは、影響を受けず、それに応じて共振周波数は変化する。電極又は導体に対するどのような損傷も、通常、共振周波数に対して対応する影響を有し、その結果、このようにして安全ケーブルのどのような障害も検出することができる。電極及び／又は導体は、安全ケーブルが例として日常的な機械的負荷を受けると、ラインが損傷を受ける前に前記電極及び／又は前記導体が損傷を受け、警告信号を発することができ、且つラインの異常に先立って早期に適切に表示することもできるように好都合に構成される。

異常センサシステムは、具体的には従来のラインであるラインのモニタリングを主に行うために使用され、１つ又は複数のコア及び／又はコア対を含む。異常センサシステムは、具体的にはライン全体に沿って延在するため、それに応じてライン全体がモニタリングされることも保証される。複数のラインを有する安全ケーブルも基本的に考えられる。異常センサシステムは、安全ケーブルのシース又は外側シースにさらに組み込まれることが好ましい。

異常センサシステムは、具体的には、安全ケーブルの内部構造の一部ではなく、すなわち、いわゆる使用可能構造から分離している。すなわち、異常センサシステムは、安全ケーブルの内部構造に組み込まれるのではなく、内部構造の外側に配置される。「内部構造」という用語は、具体的には少なくとも１つのライン、並びに適切な場合には複数のライン及び／又はコア（具体的には安全ケーブルのケーブルコア）の全体を意味するものとする。検出素子、例として摩耗を示すコアが内部構造に組み込まれている場合、この検出素子が損傷を受けた場合、内部構造も損傷を受けるか又は悪影響を受ける危険性が基本的にある。しかしながら、これは、別個に構成された異常センサシステムによって有利に防止される。

代替実施形態において、本発明のモニタリングシステムは、基本的に、ラインを有する安全ケーブルの代わりに管を有することも考えられる。その場合、モニタリングシステムは、管と、前記管に沿って延在する異常センサシステムとを含み、前記異常センサシステムは、２つの電極を含むコンデンサと、直列共振回路が形成されるように電極の一方に、具体的には端面において電気接続される導体によって形成されるインダクタとを有する。コンデンサ及び２つの電極は、具体的には連続的及び途切れずに管の全長にわたって延在する。この実施形態の選択肢は、具体的には、異常センサシステムが管又はケーブル（すなわち、一般的に、モニタリングされる撚線製品である）の内部構造から分離している結果として利用可能である。従って、換言すれば、変形形態におけるモニタリングシステムの場合、管が、１つ又は複数のライン及び／又はコアを有する安全ケーブルの代わりに使用される。このような管は、例として、媒体、例えば気体又は液体を誘導するため、及び代替的に又はそれに加えて幾つかのライン及び／又はコアを収納するために使用される。ごく一般的に、撚線製品は、異常センサシステムが撚線製品に沿って延在する本発明の変形形態において、モニタリングシステムにおいて使用される。その場合の撚線製品は、例として管又はケーブルである。有利な実施形態及び変形形態、並びにそれらの利点も、撚線製品としての安全ケーブルと併せて、以下に記載される実施形態及び変形形態と同様に実現される。

好適な実施形態では、導体が電極間に配置され、その結果、導体が具体的には安全ケーブルの環境に対して及びラインに対してもシールドされる。その結果、共振周波数が特に確実に決定されることが保証される。

安全ケーブルが２つの端部間において長さを有する場合、電極及び導体もこれらの２つの端部間に延在し、いずれの場合にも端面において、具体的には接点を形成する。直列共振回路を形成するために、安全ケーブルの組み立て中、電極の一方が導体に、実際には好ましくは端面において、全長にわたって直列共振回路を形成するように電気接続される。結果として、二極接続が他方の端部において、すなわち具体的には導体の他方の端部により、及び他方の電極の一方の端部により形成され、直列共振回路、すなわち異常センサシステムが、二極接続により、共振周波数を測定するために解析部に接続されてもよい。

安全ケーブルは、好ましくはデータケーブルであり、すなわち、ラインがデータを送信するためのデータラインとして形成され、この目的のために例として複数のコア対を含む。データケーブルは、日常的に制御目的で、且つ／又は制御若しくはモニタリング部と、それに接続されたシステム（例として運転支援システム又は車両構成要素）との間でデータケーブルを介してデータを送信するために使用される。モニタリングシステムの安全ケーブルは、具体的には安全関連システムにおける、すなわち具体的には接続の異常が手動介入によって直ちに回復されず、材料損傷及び／又は人の負傷をもたらし得るようなシステムにおけるデータケーブルとして適している。これは、特に車両を自律的に制御するためのシステムにおけるケース、例として、オートパイロットのためのカメラの場合である。従って、モニタリングシステムは、車両の搭載電気システムに適宜設置され、車両の運転支援システムは、安全ケーブルによって車載電気システムに接続される。ラインは、運転支援システムを車両の車載電気システム、例として車両の制御部に接続する。

モニタリングシステムは、有利には、ラインの実際の異常を確認するために使用されるのではなく又はそのためにのみ使用されるのではなく、むしろ将来的な異常の予測を提供するために使用される。これに関連して、ライン、具体的には安全ケーブル全体のエージング又は摩耗特性が重要である。この摩耗特性は、原理上、ラインの特定の使用及び負荷に依存し、その結果、最初は、通常、一般的な経験値に基づく耐用年数に関する不正確な予測、すなわち、ラインの耐用年数に関する言明を提供できるのみである。しかしながら、モニタリングシステムを用いてラインの摩耗のプロセスを随時モニタリングし、共振周波数における確認された変化に基づいて耐用年数予測を調整することができる。この目的のために、異なる負荷を受けた又は異なって経年劣化したラインに対して好都合なキャリブレーション測定が最初に確認され、前記測定は、各モニタリング工程中に確認される共振周波数との比較の根拠として使用される。結果として、有利には、特定のラインの摩耗を直接的に且つ実際には具体的に主にラインの利用時間に基づき、利用期間中の個々の負荷が一般的に無視される一般的な考えとは無関係に決定することができる。

適切な実施形態では、モニタリングシステムは、プリント回路板を有する解析部を含み、及び異常センサシステムは、前記プリント回路板に接続される。例として、異常センサシステムは、直列共振回路の接続により、プリント回路板上の適切な接触表面にはんだ付けされる。代替的な同様に適切な実施形態では、安全ケーブルは、プラグ型コネクタであって、それにより、異常センサシステムが具体的には外部解析部、すなわちモニタリングシステムの一部ではない解析部に接続され得る、プラグ型コネクタを含む。その場合、解析部は、例として車両の制御部の一部であり、又は具体的にはモニタリングシステムの分離した部分として適切な場所に配置される。代替的に、安全ケーブルに解析部を組み込むことも考えられる。変形形態では、解析部は、単に共振周波数を確認するために安全ケーブルに接続された外部デバイスであり、そうでない場合には安全ケーブルから分離される。接続は、好都合には、例としてメンテナンス工程中、安全ケーブルを解析部に接続できるように安全ケーブルのサービス接続として設計される。

従って、モニタリングシステムが、使用目的、特に自動車での使用に応じて、例として数十ｃｍ〜最大数メートルの長さを有する、少なくとも部分的に組み立てられた安全ケーブルであることが好ましい。一方の電極は、インダクタに導電接続される。

さらなる組み立てステップでは、組み立てられた安全ケーブルが、
− 具体的には二極接続を有するプラグ型コネクタと、
− 例としてプリント回路板上に組み込まれる組み込み解析部と
を含み、
− 組み込み解析部の場合、組み立てられた安全ケーブルが、さらに信号接続、例としてプラグ型接続、出力信号を解析部に送信するプラグ型コネクタを含むことが好ましい。

従って、例えばプラグ型コネクタを用いて、この種の予め組み立てられた安全ケーブルを、具体的には自動車の搭載電気システムに接続するのみでよい。

解析部は、具体的には、直列共振回路の共振周波数を測定するために、且つ好都合には正常周波数からの変化又は逸脱を確認するためにも使用される。従って、モニタリングシステムの動作時、例として、共振周波数が最大振幅を有する周波数として確認される応答スペクトルを生成するために、広帯域周波数スペクトルを有する信号が直列共振回路に印加されるため、異常センサシステムの共振周波数が最初に確認されることが好ましい。確認された共振周波数は、例として以前のキャリブレーション測定を用いて決定され、ストレージデバイスに基準として保存される所定の正常周波数と後に比較される。共振周波数が所定の最小値だけ逸脱する場合に対応する信号が出力される。この信号は、例として警告音であり、又は表示ランプが点灯される。

異常センサシステムの導体は、好ましくは、ラインの周囲に複数の巻回で巻き付けられるか又は回転されるワイヤとして構成される。その結果、インダクタは、特に単純且つスペースを取らないようにコイルとして構成される。具体的には、導体は、安全ケーブルのいわゆるＤシールドを形成する。第１の特に単純な実施形態では、ワイヤは、巻回が互いに接触するように導体の周囲で回転される。起こり得る短絡にもかかわらず、隣接する巻回間の接触抵抗は、通常、インダクタに印加された電流を、巻回を通してらせん状に伝導し続けるため及びインダクタを実現するために十分な大きさのものである。

有利な変形形態では、巻回は、インダクタの特定のインダクタンス値を調整するために縦方向に互いに離間される。インダクタンス値は、好都合には、巻回の間隔にわたり、すなわち具体的には容量値と連携して、可能な限り単純に測定される共振周波数、好ましくは、数十キロヘルツ〜最大数メガヘルツの範囲の共振周波数が実現されるように調整される。

代替形態として又はそれに加えて、導体は、有利には、絶縁ワイヤ、具体的にはエナメルワイヤであり、その結果、具体的には巻回の互いの短絡が単純に回避される。さらに、絶縁ワイヤは、電極に対して自動的に電気絶縁され、その結果、この場合にも短絡が効率的に防止される。

有利な実施形態では、少なくとも１つの電極及び好ましくは２つの電極がいずれの場合にもシールド層として構成され、ラインを完全に包み込む。従って、電極は、一方ではそれらがコンデンサの電極であるが、他方ではそれらが環境からの及びその逆の電気信号に対してラインのシールドも行う点において、有利な二重機能を果たす。ラインが既にシールドされたラインである場合、その従来のシールドは好都合に提供されないか、又はこの従来のシールドは、電極として使用され、その結果、安全ケーブルは具体的には特にコンパクトに構成される。

適切には、２つの電極は同心状に配置され、このようにして内側及び外側電極を有する円筒形コンデンサを形成する。すなわち、２つの電極は、同じ中間点を有する円形断面を有して構成される。ラインは、具体的には２つの電極によって包み込まれ、従って内側電極の内部で延在する。このような実施形態は、具体的には、安全ケーブルのラインが電極間の電場による影響を受けないという利点を含む。その結果、特に共振周波数の測定時のラインのクロストークが防止され、その結果、ラインに接続されたシステムの起こり得るどのような障害も防止される。同時に、コンデンサの容量値は、逆に、有利にラインによって影響を受けないままである。

好都合な変形形態では、絶縁材料の中間層が導体を電極からガルバニック絶縁するために導体と電極の１つ又はそれぞれ１との間に配置され、具体的には表面押出される。従って、直列共振回路の構成の場合、電極及び導体が安全ケーブルに沿って電気接続されるのではなく、端面においてのみ電気接続される限りにおいて、導体は各電極に対してガルバニック絶縁される。導体は、具体的には中間層によって電極から空間的に離間され、又は代替形態として中間層に埋め込まれる。

あらゆる現在の合成材料、具体的にはＰＵ、ＰＶＣ、ＰＥ、又は類似の材料が絶縁材料として適している。表面押出中間層の利点は、具体的には前記中間層が連続的であり、従って特に頑強で媒体密封であるという事実にある。しかしながら、代替形態として、電気絶縁を提供するために結束又は巻回配置も適している。電極間に配置される導体の場合、前記導体は、好都合には２つの中間層によって包み込まれ、又は変形形態では共通の中間層に埋め込まれる。

適切な実施形態では、電極の一方が導電性材料の編組として、すなわち具体的にはいわゆるＣシールドとして構成される。このような編組は、機械的側面において特に頑強であり、安全ケーブルの有利な補強をさらに示す。編組は、例として剛線又はスズめっきされた銅線から製造される。特に適した変形形態では、コンデンサの外側電極は、結果的に全ての内側に存在する部分に対して、具体的には導体及び内側電極に対しても最適な保護を提供するために編組として構成される。

特にコンパクトな設計では、電極の一方は、絶縁性のキャリア層を含む多層フォイルの導電層であり、導電層は、前記キャリア層に貼り付けられる。その結果として、電極は、具体的にはＢシールドとも記載されるフォイルシールドの一部として構成される。好適には、フォイルは、特に薄く、その結果として、安全ケーブルの特にコンパクトな構造をもたらす金属積層フォイルである。多層フォイルを有する実施形態では、薄い金属層としての導電層は、通常、ラインよりも脆く、その結果、重い機械的負荷が最初に対応する電極に損傷を与え、共振周波数を変える。このことから、それに応じてラインが負荷をかけられていると結論付けられ、前記ラインの残りの耐用年数は、例として、経験的に導電層の脆性を経験的にラインの残りの耐用年数と関連付ける以前の一連の試験に基づいて確認される。

有利には、ガルバニック絶縁を提供するための中間層を形成するためのさらなる発展形態では、キャリア層は導体に対向し、及び前記キャリア層は導体と導電層との間に配置される。

全体として、電極及び導体が三部構成の同心配置を形成することが好ましい。電極及び導体は、異常センサシステムの要素を形成するだけでなく、同時に、具体的にはいずれの場合にもシールド層も形成する。この有利な二重機能により、ラインは、外的影響から特に効率的にシールドされることにもなる。電極は、特に単純に実施形態において、いずれの場合にもＢ又はＣシールドとして構成され、導体はＤシールドとして構成される。全体として、内側から外側を見た場合、Ｂ／Ｄ／Ｃ又はＢ／Ｄ／Ｂシールドを生じさせる構造が特に好ましい。このような配置は特に作るのが簡単である。

変形形態では、２つの電極が多層フォイルの導電層として構成され、円筒形コンデンサとしての実施形態では、２つのキャリア層がコンデンサの内部に対向し、このようにして各々が中間層を形成する。さらなる実施形態では、導体は、２つのフォイル間に延在する。この実施形態では、安全ケーブルは、特にコンパクトであり、従来のラインと比較してごくわずかに大きい直径を含む。「ごくわずかに」という用語は、約１〜１０％の直径の拡大を意味するものとする。

コンデンサの容量値は、原理上、電極間の誘電体として配置された材料によっても決定される。これは、通常、材料に特有の誘電率、すなわち相対誘電率ε_ｒを有する。特に好適な実施形態では、この誘電率は、環境パラメータ（例として温度又は湿度）の１つ又は複数に依存し、その結果として、この環境パラメータの対応する変化を共振周波数の変化に関連して測定することができる。これは、この環境パラメータの結果として、対応する負荷及び起こり得る損傷を安全ケーブル及びラインに生じさせる環境において安全ケーブルが使用される場合に特に有利である。

適切な変形形態では、絶縁材料が２つの電極間に配置され、前記絶縁材料は、湿度及び／又は温度依存の誘電率を有する。対応する温度負荷の場合及び／又は湿度環境において、誘電率及び共振周波数は、それに応じて変化する。結果として、特に単純な方法で対応する環境の影響に起因する安全ケーブルの摩耗を定めることができる。例として、温度依存の誘電率を有する材料を用いて安全ケーブルの近くの火が検出され、その結果、ラインが損傷を受ける可能性があると結論付けられる。代替形態として又はそれに加えて、温度負荷は、例として経時的に積分され、そこからラインの残りの耐用年数に関する対応するより正確な言明を確認するために、ラインのエージングのプロセスを補正するように計算モデルが使用される。特に適した材料は、例として、温度及び湿度の両方に依存する誘電率を有するポリ塩化ビニル、すなわちＰＶＣである。

適切な変形形態では、吸湿材、具体的には超吸収材が２つの電極間に配置され、湿潤環境では、それに応じて前記吸湿材が湿度を吸収し、結果として体積増加を経験する。結果として、コンデンサの幾何学形状も変化し、それが次に共振周波数の変化として現れる。これも、特に湿度によって影響を受けるラインの摩耗に関するより正確な言明を有利に提供することを可能にする。適切な吸湿材は、例としてポリウレタン、すなわちＰＵである。代替的に特に適しているのは、化学的にアクリル酸及びアクリル酸ナトリウムに基づく超吸収材である。このような超吸収材は、特に非常に吸湿性があり、水分を吸収すると適宜に体積が変化する。結果として、一方では材料の誘電率が変化し、他方では２つの電極間の互いに対する間隔も変化する。吸湿材の特性の変化の結果として生じる効果は、本実施形態におけるモニタリングシステムの実現に特に適している。

絶縁材料又は吸湿材は、特にスペースを取らない実施形態では、フォイルの中間層又はキャリア層の形成に使用される材料に好都合に対応する。すなわち、追加の材料を電極間の中間領域に導入する代わりに、好都合には、中間層及び／又はキャリアフォイルの材料、すなわち湿度及び／又は温度依存誘電率を有するか又は吸湿性質を有する材料が適宜に直接選択される。

特に安全ケーブルの場合、容量値が長さに比例し、インダクタンス値が長さに反比例して変化するため、共振周波数が、原理上、安全ケーブルの長さに依存しないことが特に有利である。結果として、安全ケーブルは、具体的にはメートル製品として、又は少なくとも１つのラインと、２つの電極を含むコンデンサと、前記ラインに沿って延在する導体によって形成されるインダクタとを有する半製品としての製造に適している。メートル製品の場合、導体は、具体的には、依然として電極の一方に接続されておらず、このステップは、ケーブルの組み立て工程中、具体的には一本を特定の長さに切断した後に行われるのみである。コンデンサ及びインダクタは、有利には、ラインに沿って連続的に延在するため、所望の位置で安全ケーブルの長さを切断することができ、後に直列共振回路を形成する。直列共振回路を形成するために、導体の一端が一方の電極の１つの端部に接続される（例として、それにはんだ付け又は圧着される）。

特にモニタリングシステムのＥＭＣ両立性に関して、共振周波数は、好ましくは、安全ケーブルの日常的な動作中、すなわち、例としてラインを介したデータの送信中に決定されず、その理由は、この送信が、直列共振回路に印加される試験信号によって悪影響を受ける特定の状況下にあるからである。この代わりに、共振周波数は、好都合には、一定又は不定期の間隔で（例として、具体的には繰り返し起こるメンテナンス工程中に）決定される。従って、安全ケーブル、具体的にはラインは、連続的にモニタリングされるのではなく、特定の時点においてのみ及び例として複数の週、月、又は年の時間間隔でモニタリングされる。

図面を参照して本発明の実施形態例を以下にさらに説明する。図面は概略的に示すものである。

モニタリングシステムを有する車両である。 側面図のモニタリングシステムのための安全ケーブルである。 断面図の安全ケーブルである。 モニタリングシステムの等価回路図である。

図１は、車両４に設置されたモニタリングシステム２を示す。モニタリングシステム２は、ここに示される実施形態例では、データを送信する目的で車両４の運転支援システム８を車両４の制御部１０に接続する安全ケーブル６を含む。運転支援システム８は、具体的には、車両４の自律運転モードに使用され、安全ケーブル６によって生じる接続は、結果として安全関連接続であり、前記安全関連接続の起こり得る異常は、好ましくは、間接的損害を回避するために予測される。安全ケーブル６の摩耗を判断又は確認することができるように、且つ前記安全ケーブルの残りの耐用年数に関する予測を提供することができるように、モニタリングシステム２は安全ケーブル６に沿って延在し、接続１４を介してモニタリングシステム２の解析部１６に接続される異常センサシステム１２を含む。図示された実施形態例では、接続１４は、それによって異常センサシステム１２への接続が可能なプラグ型コネクタ１８を備える。これに対して、ここでは図示されない代替形態では、解析部１６がモニタリングシステム２の一部であることが可能であり、その場合、接続１４は、例としてこの解析部１６のプリント回路板にはんだ付けされる。図示されないさらなる変形形態では、解析部１６は車両の制御部１０に組み込まれる。

図２及び３は、図１の安全ケーブル６をメートル単位製品として側面図又は断面図で示す。安全ケーブル６は、複数のコア対２２、この場合には４つのコア対２２を含む中心に配置されたライン２０を含む。結果として、ライン２０は、具体的には４チャネルデータラインとして構成される。この点において、ライン２０は、具体的には従来使用されているデータケーブルを表す。ライン２０のコア対２２は、張力緩和デバイス２４の周囲に集められ、共通のラインシース２６で覆われる。さらなる層及び／又は導電層が異常センサシステム１２を形成するようにライン２０の周囲に配置される。

安全ケーブル６のこの異常センサシステム１２の等価回路図を図４に示す。この図において、異常センサシステム１２が、ごく一般的に、直列共振回路を形成するように直列接続された２つの電極３０を有するコンデンサ２８及びインダクタ３２を含むことが明白である。ここに記載される実施形態例のインダクタ３２は、コンデンサ２８の内部に配置される。しかしながら、前記コンデンサを他の代替位置に配置することも考えられる。直列共振回路を形成するために、インダクタ３２は電極３０の一方に電気接続される。その場合、異常センサシステム１２は、解析部１６に接続することができる二極接続１４を含む。

図４に示す等価回路図の図面と併せて図２及び３を参照して、異常センサシステム１２の個々の要素の詳細な実施形態及び配置を以下にさらに説明する。図２及び３では、コンデンサ２８は、互いに同心状に配置された導電性材料の２層を有する円筒形コンデンサとして配置される。２つの電極３０の一方は、多層フォイル３６の導電層３４として構成される内側電極３０である。この場合、これは、金属積層フォイルとして構成され、さらなる層として、絶縁材料、具体的には合成材料から作られたキャリア層３８を含み、導電層３４は、前記キャリア層に貼り付けられる。フォイル３６は、図示した実施形態の変形形態では、導電層３４が内側を向き、且つキャリア層３８が外側を向くように配向される。さらに、導電層３４は連続的に構成され、その結果として、多層フォイル３６はフォイルシールド（ｂシールドとも呼ばれる）を形成し、すなわち、電極３０は同時にライン２０のシールド層を形成する。

他方の、すなわち外側電極３０は、図示した実施形態例では、ライン２０及びフォイル３６の周囲全体に配置された編組４０として構成される。編組４０は、その結果、電極３０の一方を形成するだけでなく、同時にさらなるシールド、すなわちライン２０のためのいわゆるＣシールドも形成する。図示しない変形形態では、外側電極３０は、例としてフォイルシールド配置の一部、すなわちＢシールドの一部としても形成される。全体的に見て、２つの電極３０を導電性材料の連続層として構成すること、及びライン２０の周囲のそれらの同心配置により、有利な二重シールド配置が実現する。

導体４２は、インダクタ３２として２つの電極３０間でライン２０の周囲に巻き付けられる。導体４２は、ワイヤとして構成され、複数の巻回の形態で巻かれ、その結果としてインダクタ３２はコイルとして構成される。図示した実施形態例では、図４にも示されるように、インダクタ３２は電極３０間に配置される。しかしながら、一般的に、インダクタ３２を２つの電極３０間の中間領域に配置するのではなく、前記２つの電極の外側に配置することも考えられる。巻回は、互いに特定の間隔Ａを空けて構成され、その結果として、具体的にはインダクタ３２の特定のインダクタンス値が調整される。不図示の代替形態では、巻回は互いに離間されず、互いに接触しており、換言すれば互いに隣り合って巻き付けられる。

安全ケーブル６に沿ったインダクタ３２と電極３０との間の短絡を避けるために、中間層４４が編組４０とワイヤ４２との間に配置され、この例では、前記中間層は、具体的には安全ケーブル６の表面押出中間シースである。ライン４２と導電層３４との間にガルバニック絶縁を提供するために、既に上述の通り、キャリア層３８が導体４２に対向し、且つ導電層３４が内側に配向するように多層フォイル３６を配向し、その結果、導体４２が従ってキャリア層３８の上に配置され、これがさらなる中間層を形成する。さらに、安全ケーブル６は、具体的には、環境の影響からの保護を提供するために、ライン２０及び異常センサシステム１２を覆い包み込む外側シース４６を含む。

モニタリング目的で直列共振回路の共振周波数の確認を行い、前記共振周波数は、基本的にコンデンサ２８の容量値及びインダクタ３２のインダクタンス値により生じる。安全ケーブルの負荷、エージング及び摩耗に応じて、異常センサシステム１２もそれに応じて影響を受け、インダクタンス値及び容量値の変化として現れる、すなわち、最終的に共振周波数の変化を生じさせる幾何学形状及び／又は材料特性の変化が生じる。コンデンサ２８の容量値は、具体的には２つの電極３０内に配置される材料、すなわち、この場合、中間層４４及びキャリア層３８の材料によって決定される。異常センサシステム１２を用いて、例として高温又は高湿度による安全ケーブル６への負荷を確認するために、中間層４４若しくはキャリア層３８又はその両方が、温度及び／又は湿度依存誘電率を有する材料から作られる。安全ケーブル６の環境における温度又は湿度の存在の対応する増加の場合、２つの電極３０間の中間領域における１つ又は複数の材料の誘電率が変化し、その結果、コンデンサ２８の容量値が変化する。その結果、直列共振回路の共振周波数も変化し、その結果、共振周波数を確認することにより、安全ケーブル６の対応する障害が確立される。

図２及び３は、直列共振回路が構成されていないメートル単位製品としての安全ケーブル６を示す。すなわち、電極３０及び導体４２は、この実施形態では、依然として互いに接続されていない。直列共振回路と、従って異常センサシステム１２とを形成するために、安全ケーブル６を特定の長さにカットした後、安全ケーブル６の一端において導体４２が電極３０の一方に接続される（例として、それにはんだ付けされるか又は固定的に圧着される）。安全ケーブル６の他端では、接続１４が他方の電極３０及び対応する導体４２の他端によって形成され、変形形態における前記接続は、さらにプラグ型コネクタに接続される。モニタリングシステム２は、メートル単位製品としての安全ケーブル６からこのアセンブリ工程によって形成される。

２ モニタリングシステム
４ 車両
６ 安全ケーブル
８ 運転支援システム
１０ 制御部
１２ 電子異常センサシステム
１４ 接続
１６ 解析部
１８ プラグ型コネクタ
２０ ライン
２２ コア対
２４ 張力緩和デバイス
２６ ラインシース
２８ コンデンサ
３０ 電極
３２ インダクタ
３４ 導電層
３６ 多層フォイル
３８ キャリア層
４０ 編組
４２ 導体
４４ 中間層
４６ 外側シース
Ａ 間隔
Ｌ 縦方向

Claims (22)

1. 少なくとも１つのライン（２０）を含む安全ケーブル（６）と、前記ラインに沿って延在する異常センサシステム（１２）とを含むモニタリングシステム（２）であって、前記異常センサシステムが、２つの電極（３０）を含むコンデンサ（２８）と、直列共振回路が形成されるように前記電極（３０）の一方に電気接続される導体（４２）によって形成されるインダクタ（３２）とを有する、モニタリングシステム（２）。
2. 前記導体（４２）が前記電極（３０）間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のモニタリングシステム（２）。
3. プリント回路板を有する解析部（１６）を含み、及び異常センサシステム（１２）が前記プリント回路板に接続されること、又は前記安全ケーブル（６）が、前記直列共振回路の共振周波数を測定するために前記異常センサシステム（１２）を解析部（１６）に接続することを可能にするプラグ型コネクタ（１８）を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のモニタリングシステム（２）。
4. 前記導体（４２）が、前記ライン（２０）の周囲に複数の巻回で巻き付けられるか又は撚られるワイヤとして構成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモニタリングシステム（２）。
5. 前記巻回が、前記インダクタの特定のインダクタンス値を調整するために、間隔（Ａ）を有して縦方向（Ｌ）に互いに離間されることを特徴とする、請求項４に記載のモニタリングシステム（２）。
6. 前記導体（４２）が絶縁ワイヤ、具体的にはエナメルワイヤであることを特徴とする、請求項４又は５に記載のモニタリングシステム（２）。
7. 前記２つの電極（３０）がそれぞれシールド層として構成され、且つ前記ライン（２０）を完全に包み込むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のモニタリングシステム（２）。
8. 前記２つの電極（３０）が同心状に配置され、且つ円筒形コンデンサ（２８）を形成することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のモニタリングシステム（２）。
9. 絶縁材料の中間層（４４）が、前記導体（４２）を前記電極（３０）からガルバニック絶縁するために前記導体（４２）と前記電極（３０）の１つ又はそれぞれ１つとの間に配置され、具体的には表面押出されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のモニタリングシステム（２）。
10. 前記電極（３０）の一方が導電性材料の編組（４０）として構成されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のモニタリングシステム（２）。
11. 前記電極（３０）の一方が、絶縁性のキャリア層（３８）を含む多層フォイル（３６）の導電層（３４）であり、及び前記導電層（３４）が前記キャリア層に貼り付けられることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のモニタリングシステム（２）。
12. 前記キャリア層（３８）が前記導体（４２）に対向し、且つ前記キャリア層と前記導電層（３４）との間に配置されることを特徴とする、請求項１１に記載のモニタリングシステム（２）。
13. 前記２つの電極（３０）が、それぞれ、キャリア層（３８）を有する多層フォイル（３６）の導電層（３４）として構成され、前記２つのキャリア層（３８）が前記導体（４２）に向けて配向され、及び前記導電層（３４）が前記導体（４２）から離れる方に向くことを特徴とする、請求項１２に記載のモニタリングシステム（２）。
14. 絶縁材料が前記２つの電極（３０）間に配置され、及び前記絶縁材料が湿度及び／又は温度依存誘電率を含むことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のモニタリングシステム（２）。
15. 吸湿材が前記２つの電極（３０）間に配置されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のモニタリングシステム（２）。
16. 前記安全ケーブル（６）がデータケーブルとして構成されることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のモニタリングシステム（２）。
17. 前記モニタリングシステムが車両（４）に搭載された電気システムに設置され、運転支援システム（８）が前記安全ケーブル（６）によって前記電気システムに接続されることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のモニタリングシステム（２）。
18. 管と、前記管に沿って延在する異常センサシステム（１２）とを有するモニタリングシステム（２）であって、前記異常センサシステムが、２つの電極（３０）を含むコンデンサ（２８）と、直列共振回路が形成されるように前記電極（３０）の一方に電気接続される導体（４２）によって形成されるインダクタ（３２）とを有する、モニタリングシステム（２）。
19. 請求項１８に記載のモニタリングシステム（２）のための管であって、コンデンサ（２８）が前記管に沿って延在し、前記コンデンサが、２つの電極（３０）と、導体（４２）によって形成されるインダクタ（３２）とを含む、管。
20. 少なくとも１つのライン（２０）と、２つの電極（３０）を含むコンデンサ（２８）と、前記ラインに沿って延在する導体（４２）によって形成されるインダクタ（３２）とを有する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のモニタリングシステム（２）のための安全ケーブル（６）。
21. 予め組み立てられたケーブルとして構成され、必要に応じて且つ具体的には組み合わせて、
    前記一方の電極（３０）が前記インダクタ（３２）に導電接続され、
    − 具体的には二極接続（１４）を有するプラグ型コネクタが配置され、
    − 解析部（１６）が組み込まれ、且つ例としてプリント回路板上に配置され、
    − さらに、組み込み解析部（１６）の場合、前記組み立てられたケーブルが、好ましくは、前記解析部（１６）の出力信号を送信するための信号接続を含む、請求項２０に記載の安全ケーブル（６）。
22. 請求項１〜１８のいずれか一項に記載のモニタリングシステム（２）を動作させる方法であって、
    − 前記異常センサシステム（１２）の共振周波数が確認され、
    − 前記共振周波数が所定の正常周波数と比較され、
    − 前記共振周波数が所定の最小値だけ前記正常周波数から逸脱する場合に信号が出力される、方法。

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